非定常复杂流动诱导的调节阀不稳定性研究

调节阀流道为双喉喷管,内部呈现复杂的流态分布和变化规律,是典型的非定常复杂的内流问题。采用ＰＩＶ等先进流动测量和显示技术,对几何典型的调节阀进行三元可视化模型试验并辅之以相应的数值计算,更完整地掌握阀门非定常流动的特性和不稳定机理,以便从根本上消除或减少阀体内不稳定流动产生的根源,提出改进阀门和阀座的优化型线,提高阀门的可靠性和经济性。     

离心式叶片泵内二维流场的数值模拟

建立了离心式叶片泵一维流动的数学模型，利用fluent软件数值模拟了叶轮机械内的二维流动，计算了离心式叶片泵内的速度矢量，压力值和湍流强度。通过数值模拟结果来看，数值模拟方法能真实反映叶轮内部的复杂流动，为叶轮机械的设计和改进提供了理论依据。     

非定常复杂流动诱发的调节阀不稳定性研究

调节阀流道为双喉喷管 ,内部呈现复杂的流态分布和变化规律 ,是典型的非定常复杂内流问题。采用PIV等先进流动测量和显示技术 ,对几种典型的调节阀进行三元可视化模型试验并辅之以相应的数值计算 ,更完整地掌握阀门非定常流动的特性和不稳定机理 ,以便从根本上消除或减少阀体内不稳定流动产生的根源 ,提出改进阀门和阀座的优化型线 ,提高阀门的可靠性和经济性     

非定常复杂流动诱发的调节阀不稳定性研究综述

综述了国内外对非定常复杂流动诱发的调节阀不稳定性研究的情况 ,介绍了笔者今后进行此项研究的计划和内容     

基于Fluent的调节阀内部流场数值模拟

建立了调节阀内部流场三维模型,采用通用CFD软件Fluent对其内部复杂流场进行了三维粘性数值模拟,通过对调节阀流量系数模拟值与理论值的比较,表明应用Fluent对调节阀进行模拟计算是可靠的,为调节阀结构改进提供了理论依据.     

对旋轴流风机三维流场的非定常数值模拟研究

应用三维非定常数值计算方法对矿用对旋轴流风机的非定常特性进行了数值模拟研究.数值计算中将SIM-PLE算法与RNG k-ε湍流模型相结合,以风机三维全流道为计算域,获得了对旋风机不同特征面上压力特性的非定常分布.计算结果表明,对旋风机在一个旋转周期的不同时刻,其内部流场存在显著的非定常特性.     

二维流场测量技术:PIV

PIV是一种无扰动的二维流场测量技术，近10年来随着计算机技术，图像处理技术的快速发展，PIV技术有了长足的发展，作者在与爱丁堡大学物理系合作的基础上，利用互相关分析方法，完成和完善了单镜头，双CCD的PIV系统，并已成功地应用在重点实验室的二维流速测量中。     

600 MW机组二次再热减温水调节阀有限元数值研究

介绍了一种用于600 MW超临界机组二次再热减温水调节阀,利用有限元法对二次再热器减温水调节阀进行强度校核及热结构耦合分析;为了解流动特性,在不同开度工况下进行流通能力仿真计算。研究表明该阀材料选择合理,结构强度满足设计要求;流场分析得到的流通能力值与试验误差控制在3%以内,调解性能良好,对工程中二次再热减温水调节阀的设计及运行具有指导意义。     

迷宫式调节阀流量特性的数值模拟

为了研究迷宫式调节阀的流量特性,利用CFD方法对其内部流场进行了模拟,得到流场中压力和速度分布,计算流量系数并得到流量特性。模拟试验结果表明迷宫流道结构能达到均匀降压,调节阀流量特性为线性,符合预期目标。     

2D数字阀阀芯受力分析及研究

介绍了2D数字阀的基本结构及工作原理,提出了2D流量控制概念。研究了由径向力引起的液压卡紧现象。通过Fluent软件对数字阀内部进行流场分析,得出2D阀芯弓形槽处壁面所受的压力分布,并对阀芯受到径向力的原因进行了分析,提出了减小2D阀阀芯卡紧力的一些措施。     

核级截止阀三维流场的数值模拟研究

针对核电站使用的截止阀工作状态下的结构特点,基于计算流体力学理论,采用Realizable?K?Epsilon湍流模型以及Enhanced Wall Treatment处理方法,研究截止阀内部流场的压力、速度及流动状态等流场特性。结果表明,由于受对流影响,阀体中部壁面处速度过大,易对阀体内表面造成损害;阀体下方存在较大的旋涡,此处涡流形成的剧烈湍动造成湍动能增加,是流动过程中能量损失和振动的主要原因之一。研究结果对核级阀门的设计及优化具有参考作用。     

二通插装式电液比例流量阀的仿真分析

为解决原始电液比例节流阀(结构简单但刚性差)负载变化大的执行元件的速度稳定性问题,基于Valvistor型液压插装阀的流量反馈原理,设计了具有较好的动静态特性的插装式流量反馈型电液比例流量阀,用位移传感器检测先导阀的位移,并对该原理的比例流量阀的动静态特性作了仿真分析,验证所提原理的正确性。     

引压管对阀内流场影响仿真研究

提出了一种引压管对阀内流场影响的计算和分析方法,以四阀芯阀口独立控制阀为研究对象,在试验验证阀腔模型准确性的基础上,运用Fluent软件进行数值计算,研究了引压管结构参数对阀内流场的影响规律,确定了引压管较优内径参数。结果表明：在四阀芯阀口独立控制阀内,引压管内径在8 mm以下时,由于引压管对阀腔整体结构改变较小,对其所在阀腔截面面积改变较大,因此增设引压管对阀腔进出口压差的影响小于引压管所在阀腔截面平均速度;引压管对其所在阀腔截面平均速度的影响随引压管内径增大而增大;综合考虑传感器工作需求与引压管对阀内流场的影响,确定引压管内径取4 mm为宜。对后续液压阀阀内压力测量中引压管的结构设计具有一定的参考意义。     

插装式2D电液比例流量阀的特性研究

电液控制元件的插装化是目前移动式液压控制系统的主流发展趋势。现有的2D比例阀面向传统工业液压领域,其受到液压桥路以及压扭联轴节结构限制,无法实现插装化。提出一种新型插装式2D电液比例流量阀的结构原理,在电-机械转换器与半桥式2D阀本体之间引入双向滚子联轴节,以此实现力传递、阀芯位置反馈和阀芯直线-旋转运动的转换功能。基于线性理论推导了阀的特性方程,并利用Nyquist判据判定了阀的工作稳定性;为实现优化设计,建立基于AMESim、ADAMS和Matlab/Simulink平台的联合仿真模型,研究诸关键结构参数对动态特性的影响。最后设计并制造了样机,搭建了滚子联轴节和插装式2D阀的试验台架,研究联轴节的静动态特性及阀样机的空载流量特性、负载流量特性、泄漏特性以及频响和阶跃特性等。试验结果表明样机具有良好的工作性能。当预载荷为40 N时,联轴节的最大输出扭矩为2.3 N·m,输出角位移为0.42°,滞环为5.25%,响应时间为32.5 ms;当供油压力为12 MPa时,阀样机的空载流量为61.5 L/min,滞环为6.32%,阶跃时间为68.5 ms,幅频频宽为19.7 Hz,相频频宽为22.1 Hz。研究表明,插装式2D阀具有较好的静动态特性,是移动式电液控制系统流量控制阀的一种较理想解决方案。     

大流量2D伺服阀的研究与设计

为实现伺服阀的大流量,采用了2D阀的结构方案.2D阀利用伺服螺旋机构将阀芯的旋转运动转化为阀芯的直线运动,从而实现伺服阀的液压功率放大.采用步进电机作为电-机械转换器来驱动阀芯转动,为使阀芯获得较大的扭矩,采用了较大的传动比.设计了零位保持机构保证了伺服阀工作的稳定性和零位调节的精确性.对伺服阀的阀芯进行了力学分析,并建立了数学模型.最后利用MATLAB进行了仿真研究,仿真结果理想,符合设计要求.     

车辆换档用2D数字缓冲阀的研究

传统的车辆换档液压缓冲阀主要依靠节流小孔以及弹簧的相互作用来控制离合器内油液的压力,使其在一段时间内缓慢的上升,但其调节灵活度低,适应性较差,为此首次提出采用2D数字技术应用于车辆换档缓冲领域,设计2D数字缓冲阀,利用2D数字先导阀芯产生的推力推动主阀芯运动,进而控制缓冲阀出口的油液压力。介绍2D数字缓冲阀的结构和工作原理,并建立2D数字缓冲阀的数学模型,利用Matlab和AMESim对其模型进行联合求解,最后进行仿真分析和试验研究。研究结果表明：2D数字缓冲阀的线性度为9.25%,滞环为0.106;2D数字缓冲阀输出油压实现了换档过程中离合器内油压的变化要求,其缓冲特性的控制精度达到10.52%;缓冲阀的仿真和试验结果趋势是一致的,验证了联合仿真模型的正确性。     

一种新型2D电液比例方向阀的实验研究

阐述了一种新型2D电液比例方向阀的结构和工作原理。对基于该工作原理制成的4台6mm通径2D电液比例方向阀样阀进行实验研究,测试了阀在7MPa系统压力下的空载流量特性。研究结果表明这种2D比例方向阀具有良好的流量特性。     

一种2D电液比例阀的研究与设计

基于2D阀的基本工作原理—阀芯轴向运动对其旋转运动的跟随作用,同时采用节能的、小推力的比例电磁铁作为电-机械转化器,提出了一种2D电液比例阀的设计方案。设计了2D电液比例阀的结构和压扭联轴器,并对其建立数学模型和进行仿真分析。仿真结果表明,当系统压力为28 MPa时,2D电液比例阀的阶跃响应时间为21 ms,而-3 dB时对应的频宽为16.4 Hz。